CN111621156A - 一种超轻离型力自由基光固化离型膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于离型膜技术领域，本发明提供了一种超轻离型力自由基光固化离型膜，包含如下重量份的组分：聚硅氧烷40～140份、流平剂0.8～1.5份、附着力添加剂0～5份、抗静电剂1～5份、气相法二氧化硅粉1～2份和光引发剂3～4份。本发明还提供了一种超轻离型力自由基光固化离型膜的制备方法。本发明的离型膜化学物理性质稳定，离型力和防静电能力稳定，附着力好，硅转移少；本发明离型膜的20分钟离型力和老化离型力可以稳定且精准的控制在1～2.5cN/2.5cm，24小时残余粘着力大于85％。本发明工艺简单，由一次性作业完成，生产效率高，成本低，生产中废料少。

Description

一种超轻离型力自由基光固化离型膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及离型膜技术领域,尤其涉及一种超轻离型力自由基光固化离型膜及其制备方法。
背景技术
丙烯酸酯基聚硅氧烷预聚物是工业中常用的紫外光固化预聚物，因其价格低、流平性好、反应快成为最为广泛的紫外光固化体系。但也存在着固化后硬度低，热稳定性差等问题。
目前，很多的离型膜采用自由基光固化的有机硅，传统的光固化有机硅固化的时候会受到湿气的影响，湿气严重的时候会导致有机硅无法固化或固化不好；且传统的光固化有机硅存放的时间比较短，只能存放几天到几周，对工厂连续生产造成影响。
同时，双向拉伸聚酯薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点；特别是无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性，而被广泛的应用在汽车、家居、电子产品的保护膜中。
离型膜的最终要求是在保证载体膜的物理性能满足要求的前提下获得稳定的离型力(在180度角度下，以300mm/min的剥离速度下所检测到的力值)。离型膜一般需要与PSA复合使用。在电子或光学零部件的加工领域需要一些双面胶带作为粘结件，双面胶带首先要与离型膜复合，然后再模切成各种形状和大小、最后进行自动或手工贴装过程。由于人工成本的增加及对过程控制的严格要求，越来越多的趋向于机器自动吸附贴装，即胶带在吸盘吸附下自动从离型膜表面脱离。这要求离型膜的离型力足够小，同时离型膜的离型面对胶表面特性的影响降到最低。专利203305609U公开了一种轻离型力抗静电BOPET离型膜，虽然具有易剥离、抗静电的特点，但硅油层中加入的抗静电颗粒会影响薄膜的透明度。
目前，离型膜在电子电工领域的快速增长，以PET等高聚物为支持体的离型膜，因其尺寸稳定、易模切以及污染少等优点而倍受关注并广泛使用。随着智能手机的迅猛发展，越来越多使用在手机边框中的不干胶胶带需要被模切成窄边的形状与超薄基材贴合，这时配套使用的离型膜就必须具有超轻离型力的特性，让模切后的胶带在极小的外力作用下也可以从离型膜上轻松剥离。类似的需求也来源于电子或光学的加工领域，某些零部件需要使用双面胶带，而日益增加的人工成本及对过程控制的严格要求使越来越多的厂家偏向使用机器自动吸附贴装，足够轻的离型力能在吸盘吸附时帮助胶带自动从离型膜表面脱离，同时表面性能不受影响。市场上普遍使用的离型膜离型力大于3.0cN/2.5cm，远远达不到电子模切市场对离型膜市场的要求。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种超轻离型力自由基光固化离型膜及其制备方法。本发明离型膜的离型力超低且稳定，离型力为1～2.5cN/2.5cm，残余粘着力大于85％。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种超轻离型力自由基光固化离型膜，包含如下重量份的组分：
Figure BDA0002527043570000021
作为优选，包含如下重量份的组分：
Figure BDA0002527043570000022
作为优选，所述聚硅氧烷为丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷，所述丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷的重量比为2～7:2～7。
作为优选，所述丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷的重量比为1:1。
作为优选，所述抗静电剂为磷酸基乙基丙烯酸酯。
作为优选，所述磷酸基乙基丙烯酸酯由丙烯酸羟乙酯、三氯氧磷、2，6-二叔丁基羟基甲苯反应而得。
本发明还提供了一种超轻离型力自由基光固化离型膜的制备方法，所述组分混合后经过涂布处理，即得超轻离型力自由基光固化离型膜。
作为优选，所述涂布处理前对基底进行电晕处理，所述电晕处理的电晕值为36～50达因。
作为优选，所述涂布处理之后进行紫外固化，所述紫外固化的温度为40～60℃。
作为优选，所述涂布处理和紫外固化的过程在惰性气氛下进行。
本发明的有益效果包括以下几点：
1)在聚硅氧烷树脂的各种结构中，超支化聚硅氧烷是一种独特的拓扑结构，超支化聚合物黏度低、溶解性好、末端功能基团多。
2)本发明的离型膜化学物理性质稳定，离型力和防静电能力稳定，附着力好，硅转移少；本发明离型膜的20分钟离型力和老化离型力可以稳定且精准的控制在1～2.5cN/2.5cm，24小时残余粘着力大于85％。
附图说明
图1为超轻离型力自由基光固化离型膜的涂布过程，其中，1为离型涂层，2为PET膜。
具体实施方式
本发明提供了一种超轻离型力自由基光固化离型膜，包含如下重量份的组分：
Figure BDA0002527043570000031
本发明所述超轻离型力自由基光固化离型膜的组分包含40～140份聚硅氧烷，优选为60～120份，进一步优选为80～110份，更优选为90～100份。
本发明所述聚硅氧烷优选为丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷，所述丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷的重量比优选为2～7:2～7，进一步优选为4～6:4～6，更优选为1:1。
本发明所述丙烯酸酯基聚硅氧烷优选为德国赢创特种化学公司的TEGO@RC 902、TEGO@RC 922，法国埃肯有机硅公司的Silcolease UV Poly 110、Silcolease UV Poly112、Silcolease UV Poly 118，美国迈图公司的Coatsil 7602或日本信越公司的X-62-7622、X-62-7629，进一步优选为德国赢创特种化学公司的TEGO@RC 902。
本发明所述超支化聚硅氧烷优选为德国赢创特种化学公司的TEGO@RC 715、TEGO@RC 711、TEGO@RC 722、TEGO@RC 706，法国埃肯有机硅公司的Silcolease UVAdd 152、Silcolease UVAdd 153、Silcolease UV PC 900，日本信越公司的X-62-7661、X-62-7989或KF2005，进一步优选为日本信越公司的X-62-7989。
本发明所述超轻离型力自由基光固化离型膜的组分包含0.8～1.5份流平剂，优选为1～1.2份，更优选为1份。
本发明所述流平剂的种类和用量为本领域技术人员所公知的，所述流平剂优选为EFKA3883、EFKA3886、EFKA3600、BYK366、BYK333、BYK307和TEGO Glide 410中一种或几种，进一步优选为TEGO Glide 410。
本发明所述超轻离型力自由基光固化离型膜的组分包含0～5份附着力添加剂，优选为1～4份，更优选为3份。
本发明所述附着力添加剂优选为法国阿科玛公司生产的SR9050～SR9052，SR9008～SR9012系列产品，长兴化工生产的EM213；进一步优选为法国阿科玛公司生产的SR9051。
本发明所述超轻离型力自由基光固化离型膜的组分包含1～5份抗静电剂，优选为2～4份，更优选为3份。
本发明所述抗静电剂优选为自制的磷酸基乙基丙烯酸酯。
本发明所述磷酸基乙基丙烯酸酯优选为丙烯酸羟乙酯和三氯氧磷反应后再与2，6-二叔丁基羟基甲苯反应而得；所述丙烯酸羟乙酯、三氯氧磷、2，6-二叔丁基羟基甲苯的质量比优选为500～1000:1000～1500:0.5～1.5，进一步优选为750:1250:1，更优选为丙烯酸羟乙酯300g，三氯氧磷500g，2，6-二叔丁基羟基甲苯0.4g；所述丙烯酸羟乙酯的原料优选经过脱水处理。
本发明所述丙烯酸羟乙酯和三氯氧磷反应优选在冷却状态下将三氯氧磷滴加到丙烯酸羟乙酯中，所述冷却的温度优选≤10℃，冷却方式优选水冷却；所述滴加的速率优选10g/min；所述丙烯酸羟乙酯和三氯氧磷反应生成的氯化氢优选用氢氧化钠水溶液吸收，所述氢氧化钠的质量分数优选为20％。
本发明所述与2，6-二叔丁基羟基甲苯反应优选为两步反应，第一步反应的温度优选为65℃，时间优选为2h，第二步反应的温度优选为85℃，时间优选为1h；所述与2，6-二叔丁基羟基甲苯反应后优选进行减压抽真空处理，所述减压的压力优选为50mmHg，所述抽真空的时间优选为0.5h。
本发明所述超轻离型力自由基光固化离型膜的组分包含1～2份二氧化硅粉，优选为1份。
本发明所述二氧化硅粉优选为气相法二氧化硅粉，进一步优选为美国卡博特公司的CAB-O-SIL牌号：CT-1111G、TG-C122、TG-829F或德国赢创公司的AEROSIL牌号：R812S、R9200、R711，更优选为CAB-O-SILTG-829F。
本发明所述超轻离型力自由基光固化离型膜的组分包含3～4份光引发剂，优选为3份。
本发明所述光引发剂可以使用本领域技术人员所公知的各种光引发剂，优选为德国赢创公司的Photoiniciator A18、IHT-PI185、IHT-PI907、Irgacure651、Irgacure184、Irgacure369、Irgacure754、Irgacure2022、Darocur1173和DarocurMBF中的一种或几种，进一步优选为PhotoiniciatorA18。
本发明还提供了一种超轻离型力自由基光固化离型膜的制备方法，所述组分混合后经过涂布处理，即得超轻离型力自由基光固化离型膜。
本发明所述组分混合后优选倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布处理，所述涂布处理前优选对基底进行电晕处理，所述电晕处理的电晕值优选为36～50达因，进一步优选为40～45达因，所述电晕处理优选在线电晕，所述在线电晕的速度优选和涂布处理的速度一致；所述基底优选为聚烯烃膜、PET膜、PVC膜，所述聚烯烃膜优选为PP膜、PE膜。
本发明所述涂布处理之后进行紫外固化，所述紫外固化的温度优选为40～60℃，进一步优选为45～55℃，所述紫外固化优选使用紫外灯。
本发明的固化温度，能够防止薄膜因温度过高而发生拉升、皱纹等形变，也不会变硬变脆而影响质感。
本发明所述涂布处理和紫外固化的过程优选在惰性气氛下进行，所述惰性气氛优选为氮气。
本发明工艺简单，由一次性作业完成，生产效率高，成本低，生产中废料少。
本发明的超轻离型力自由基光固化离型膜采用自由基固化原理，由于自由基具有自由电子，并且无处不在。它们能够与其它的自由基，丙烯酸酯以及氧气反应。而且，自由基和氧气的反应程度和速度明显高于和光固化有机硅上的丙烯酸基团的反应程度和速度，从而阻止了有机硅的固化。为了确保自由基和有机硅反应，氧气的浓度必须≤50ppm，本发明的离型膜在氮气氛围下进行涂布处理和紫外固化。
本发明的自由基光固化有机硅固化时不会受到湿气的影响，无论干燥的天气还是潮湿的天气，一样能照常生产；而且这种自由基光固化有机硅的有效使用期非常长，可达数月；采取光固化的固化方式，固化彻底，形成的高分子膜化学物理性质稳定，离型力、防静电能力稳定，附着力好，硅转移少。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将7kg丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 902、2kg超支化聚硅氧烷X-62-7989、0.1kg流平剂TEGO Glide 410、0.3kg附着力添加剂SR9051、0.2kg抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯、0.1kg气相法二氧化硅粉CAB-O-SIL TG-829F和0.3kg光引发剂PhotoiniciatorA18混合，搅拌均匀后倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布，在涂布机上穿好PP膜，经过电晕值为40达因的电晕处理后进行涂布处理，涂布处理的过程中通入氮气，并且开紫外灯在45℃下进行固化，固化结束后收卷得到产品1。
实施例2
将6kg丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 902、3kg超支化聚硅氧烷X-62-7989、0.1kg流平剂TEGO Glide 410、0.3kg附着力添加剂SR9051、0.2kg抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯、0.1kg气相法二氧化硅粉CAB-O-SIL TG-829F和0.3kg光引发剂PhotoiniciatorA18混合，搅拌均匀后倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布，在涂布机上穿好PE膜，经过电晕值为38达因的电晕处理后进行涂布处理，涂布处理的过程中通入氮气，并且开紫外灯在50℃下进行固化，固化结束后收卷得到产品2。
实施例3
将5kg丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 902、4kg超支化聚硅氧烷X-62-7989、0.1kg流平剂TEGO Glide 410、0.3kg附着力添加剂SR9051、0.2kg抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯、0.1kg气相法二氧化硅粉CAB-O-SIL TG-829F和0.3kg光引发剂PhotoiniciatorA18混合，搅拌均匀后倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布，在涂布机上穿好PET膜，经过电晕值为38达因的电晕处理后进行涂布处理，涂布处理的过程中通入氮气，并且开紫外灯在50℃下进行固化，固化结束后收卷得到产品3。
实施例4
将4kg丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 902、5kg超支化聚硅氧烷X-62-7989、0.1kg流平剂TEGO Glide 410、0.3kg附着力添加剂SR9051、0.2kg抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯、0.1kg气相法二氧化硅粉CAB-O-SIL TG-829F和0.3kg光引发剂PhotoiniciatorA18混合，搅拌均匀后倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布，在涂布机上穿好PVC膜，经过电晕值为40达因的电晕处理后进行涂布处理，涂布处理的过程中通入氮气，并且开紫外灯在55℃下进行固化，固化结束后收卷得到产品4。
实施例5
将3kg丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 902、6kg超支化聚硅氧烷X-62-7989、0.1kg流平剂TEGO Glide 410、0.3kg附着力添加剂SR9051、0.2kg抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯、0.1kg气相法二氧化硅粉CAB-O-SIL TG-829F和0.3kg光引发剂PhotoiniciatorA18混合，搅拌均匀后倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布，在涂布机上穿好PE膜，经过电晕值为45达因的电晕处理后进行涂布处理，涂布处理的过程中通入氮气，并且开紫外灯在50℃下进行固化，固化结束后收卷得到产品5。
实施例6
将2kg丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 902、7kg超支化聚硅氧烷X-62-7989、0.1kg流平剂TEGO Glide 410、0.3kg附着力添加剂SR9051、0.2kg抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯、0.1kg气相法二氧化硅粉CAB-O-SIL TG-829F和0.3kg光引发剂PhotoiniciatorA18混合，搅拌均匀后倒入装有搅拌器的储料罐准备涂布，在涂布机上穿好PET膜，经过电晕值为38达因的电晕处理后进行涂布处理，涂布处理的过程中通入氮气，并且开紫外灯在50℃下进行固化，固化结束后收卷得到产品6。
性能测试
对剥离涂层进行附着力、离型力和残余粘着力测试。
附着力:通过用拇指在涂层上剧烈摩擦来测试固化涂层与载体材料的粘着性。在粘着性不足的情况下，形成橡胶状碎肩。由经过训练的小组实施所述测试。将评价分类为1至3的等级，其中3是不够好。
等级1为非常好的耐刮擦性和对衬底的粘着性，对于同一位置的线性运动和后续圆周运动检测不到碎肩。
等级2为足够好的耐刮擦性和对衬底的粘着性，线性运动不产生碎肩，但在同一位置的后续圆形运动形成碎肩。
等级3为不够好的耐刮擦性和粘着性，即使线性运动也产生碎肩。
离型力：按照FINAT手册第8版(The Hague/NL,2009)中的测试方案FTM 10确定剥离值，不同之处在于在40℃、一定压力下进行储存。所用胶黏带为
Figure BDA0002527043570000081
7475和
Figure BDA0002527043570000082
7476。剥离值取决于测试下的胶黏带、硅酮和硅酮的固化。
残余粘着力：按照FINAT手册第8版(The Hague/NL，2009)中的测试方案FTM 11确定残余粘着力，不同之处在于：将测试胶黏条在硅酮接触中储存实施一分钟，并且标准表面是未经处理的BOPP表面。所用的胶黏带是
Figure BDA0002527043570000083
7475。残余粘着力是对硅酮交联的量度。如果存在未聚合的且可迀移的硅酮组分，则残余粘着值随着此类组分比例的增加而降低。残余粘着力高于80％的值被视为是可接受的。
表1产品1～6的性能测试结果
Figure BDA0002527043570000091
根据表1的附着力、离型力、残余粘着力，我们发现所有光固化配方都具有很好的离型力，老化离型力以及残余粘着力，附着力随着配方的调整有些变化。综合各项参数，产品3的效果最佳，即各组分及其重量份为丙烯酸酯基聚硅氧烷TEGO RC 90250份、超支化聚硅氧烷X-62-798940份、流平剂TEGO Glide 4101份，附着力添加剂SR90513份，抗静电剂磷酸基乙基丙烯酸酯2份，气相二氧化硅粉1份和光引发剂PhotoiniciatorA183份时，本发明的离型膜达到最理想的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超轻离型力自由基光固化离型膜，其特征在于，包含如下重量份的组分：
Figure FDA0002527043560000011
2.根据权利要求1所述的光固化离型膜，其特征在于，包含如下重量份的组分：
Figure FDA0002527043560000012
3.根据权利要求1或2所述的光固化离型膜，其特征在于，所述聚硅氧烷为丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷，所述丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷的重量比为2～7:2～7。
4.根据权利要求3所述的光固化离型膜，其特征在于，所述丙烯酸酯基聚硅氧烷和超支化聚硅氧烷的重量比为1:1。
5.根据权利要求1或2所述的光固化离型膜，其特征在于，所述抗静电剂为磷酸基乙基丙烯酸酯。
6.根据权利要求5所述的光固化离型膜，其特征在于，所述磷酸基乙基丙烯酸酯由丙烯酸羟乙酯、三氯氧磷、2，6-二叔丁基羟基甲苯反应而得。
7.权利要求1～6任意一项所述的超轻离型力自由基光固化离型膜的制备方法，其特征在于，所述组分混合后经过涂布处理，即得超轻离型力自由基光固化离型膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述涂布处理前对基底进行电晕处理，所述电晕处理的电晕值为36～50达因。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述涂布处理之后进行紫外固化，所述紫外固化的温度为40～60℃。
10.根据权利要求7或9所述的制备方法，其特征在于，所述涂布处理和紫外固化的过程在惰性气氛下进行。
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